Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung vorgesehenes Verfahren zur Kurvenfahrterkennung, bei dem fortlaufend eine vom Unterschied des Reifen-Abrollumfangs abhängige Korrekturgröße ermittelt wird, bei dem unter Berücksichtigung dieser Korrekturgröße die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Rädern erfaßt wird und bei dem die Geschwindigkeitsdifferenz zur Kurvenfahrterkennung ausgewertet wird.

Eine Kurvenfahrterkennung ist z.B. zur Verbesserung einer Blockierschutz- oder Antriebschlupfregelung von Nutzen. Bei solchen Regelungssystemen werden im allgemeinen die für die Regelung benötigten Informationen allein aus dem Drehverhalten der einzelnen Räder abgeleitet. Nun gibt es jedoch Situationen, in denen die Radsignale nicht eindeutig sind. Beim geregelten Bremsen auf µ-split-Fahrbahnen (unterschiedlicher Reibbeiwert rechts/links) und beim Bremsen in der Kurve, wenn durch die Fliehkraft die Radlastunterschiede Kurven-innen/-außen groß werden, treten sehr ähnliche Radverläufe auf. Während jedoch auf µ-split-Fahrbahnen zur Vermeidung hoher Giermomente der Druckaufbaugradient auf der Seite des höheren Reibbeiwertes abgeflacht werden muß, kann eine gleichartige Maßnahme beim Bremsen in der Kurve zu übersteuerndem Fahrzeugverhalten und zu eine Verlängerung des Bremsweges führen. Eine Giermomentenbeeinflussung sollte folglich bei den Bremsvorgängen in der Kurve abgeschaltet oder geändert werden.

Aus der DE 37 18 421 A1 ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der zur Erkennung der Kurvenfahrt die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Räder einer Achse ausgewertet wird. Diese Schaltungsanordnung enthält außerdem Schaltkreise zur Erzeugung eines systembedingten, von der momentanen Kurvenfahrt unabhängigen Fehler-Korrektursignals, das im wesentlichen durch Filterung des normierten Geschwindigkeitsdifferenzsignals mit unterschiedlichen Zeitkonstanten gewonnen wird; beim Erkennen der Kurvenfahrt wird die bei Geradeausfahrt geltende Zeitkonstante von etwa 30-120 s auf ein Zeitkonstante von etwa 150-300 s angehoben.

Eine Kurvenfahrt-Erkennungseinrichtung für eine Vortriebsregelungsschaltung ist in der DE 31 27 302 C2 beschrieben. Die Kurvenfahrterkennung beruht allein auf der Messung der Drehzahldifferenz zwischen den beiden nicht angetriebenen Rädern. Drehzahldifferenzen aufgrund von unterschiedlichen Abrollumfängen oder dergleichen führen bei dieser bekannten Schaltung zwangsläufig zu fehlerhafter Verschiebung der Ansprechschwellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem bei der Auswertung der das Raddrehverhalten wiedergebenden Signale in zuverlässiger Weise und unabhängig von eventuellen Unterschieden der Reifen-Abrollumfänge eine Kurvenfahrt-Situation von einer Geradeausfahrt unterschieden werden kann.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch das im beigefügten Anspruch 1 beschriebenen Verfahren gelöst werden kann.

Das Besondere des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, daß eine die Geradeausfahrt wiedergebende Bezugsgröße gebildet wird, daß diese Bezugsgröße in Abhängigkeit von der korrigierten und bewerteten Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Rädern einer Achse nach einem vorgegebenen Zeitschema oder Zeitraster fortlaufend korrigiert wird und daß zur Kurvenfahrterkennung diese Geschwindigkeitsdifferenz bzw. Differenzgröße mit dem momentanen Wert der Bezugsgröße verglichen wird.

Durch die fortlaufende Korrektur wird die Richtigkeit bzw. das Maß der Übereinstimmung dieser Bezugsgröße mit einem tatsächlich die Geradeausfahrt kennzeichnenden Wert ständig erhöht. Dies gilt auch bei erheblichen Unterschieden der Reifen-Abrollumfänge, verursacht beispielsweise durch einseitige Abnutzung, durch Montage eines Notrades oder dergl. Mit zunehmender Fahrtzeit wird die Erkennung der Reifenabrollunterschiede immer sicherer.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Bezugsgröße anfangs, d.h. nach dem Starten der Kurvenfahrterkennung - ausgelöst z.B. durch das Anlassen des Fahrzeugsmotors - in relativ kurzen Schritten bzw. Zeitspannen korrigiert, die dann mit fortschreitender Fahrtdauer kontinuierlich oder in Stufen verlängert werden.

Die prozentualen Änderungsraten der Bezugsgröße sind nach einen weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung variabel. Anfangs sind die Raten relativ hoch und werden danach in Stufen auf geringere Prozentsätze reduziert. Wenn innerhalb vorgegebener Zeitspannen die Geschwindigkeitsdifferenzen klein sind bzw. keine Korrektur des Bezugswertes erfolgt, werden die Mindestzeiten, nach deren Ablauf eine Korrektur des Bezugswertes möglich ist, erhöht, z.B. einmal oder mehrmals verdoppelt. Gleichzeitig kann die prozentuale Änderungsrate verringert werden, weil offensichtlich bereits ein stabiler Bezugswert, der keiner Korrektur bedarf, erreicht wurde.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß die Bezugsgröße mit Hilfe eines Zählers gewonnen wird, der ausgehend von einem Mittelwert die Abweichung der Geschwindigkeitsdifferenz von der Bezugsgröße erfaßt und, sobald die Abweichung einen Grenzwert erreicht und/oder über ein vorgegebenen Zeitspanne hinaus andauert, die Bezugsgröße um ein vorgegebenen prozentualen Wert in Richtung auf eine Verringerung der Abweichung anhebt bzw. absenkt. Solange die Abweichung von dem Bezugswert gleiche Richtung besitzt, wird der Inhalt des Zählers im Zähltakt erhöht bzw. erniedrigt. Beim Erreichen des oberen bzw. unteren Zähler-Endwertes wird dann die Bezugsgröße in Richtung auf eine Annäherung an die Geschwindigkeitsdifferenz korrigiert und der Zähler auf den Ausgangswert (Mittelwert) zurückgesetzt. Stimmen Differenzgröße und Bezugsgröße überein und weicht der Zählereinhalt von dem Ausgangswert (Mittelwert) ab, wird der Zählerinhalt im Arbeitstakt in Richtung Ausgangswert erhöht bzw. erniedrigt. Der Zähltakt ist zweckmäßigerweise variabel und wird, ausgehend von einem anfangs relativ schnellen Takt, mehrmals halbiert, das Zählen also verlangsamt.

Zweckmäßigerweise wird die erfindungsgemäße Kurvenfahrterkennung erst nach Überschreiten eines Schwellwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise nach Überschreiten einer 30 km/h- Schwelle, ausgewertet.

Eine weitere Ausführungsart des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß eine oder mehrere zusätzliche Speicher verwendet werden, die die Änderung der Geschwindigkeitsdifferenz bzw. des Gradienten der Geschwindigkeitsdifferenz erfassen und zum schnellen Erkennen von Einlenk- und Auslenkvorgängen, von schnellen Lenkwechselvorgängen usw. dienen.

Diese Informationen lassen sich auf vielfältige Weise zur Verbesserung der Regelung und zur Vermeidung von irritierenden Überwachungssignalen auswerten.

Weiterhin ist es zweckmäßig, die Fahrzeugsgeschwindigkeit oder Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der zur Kurvenfahrterkennung überwachten Räder zu vergleichen und die Kurvenfahrterkennung zu unterbrechen, sobald die Differenz zwischen der Fahrzeug(referenz)geschwindigkeit und dem langsameren Rad einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird der Vortäuschung einer Kurvenfahrt durch Teilbremsung vorgebeugt. Der zu diesem Zeitpunkt gegebene Kurvenfahrterkennungs-Status wird für die Regelung beibehalten.

Beim Einsetzen einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung wird ebenfalls der zu diesem Zeitpunkt ermittelte Status der Kurvenfahrterkennung bis zur Beendigung dieser Regelphase als konstant angenommen. Eine fälschliche Interpretation des während der Regelung auftretende Schlupfes als Kurvenfahrterkennungssignal wird auf diesem Weg ausgeschlossen.

In den beigefügten Unteranspüchen sind noch weitere zweckmäßige Ausführungsarten der Erfindung beschrieben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung weitere Details, anhand der beigefügten Diagramme, Fig. 1 bis 6, hervor.

Die folgenden Erläuterungen anhand der Diagramme beziehen sich auf eine blockiergeschützte Bremsanlage bzw. auf ein Antiblockiersystem (ABS) für ein Kraftfahrzeug mit Hinterantrieb. Alle für die Regelung benötigten Informationen werden bei diesem System mit Hilfe von Radsensoren gewonnen.

Die Kurvenfahrterkennung wird bei einem solchen System unter anderem zur Unterscheidung von Fahrsituationen auf µ-split von Kurvenfahrten verwendet. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird im vorliegenden Beispiel das Drehverhalten der nicht angetriebenen Vorderräder ausgewertet. Zunächst wird die im Diagramm nach Fig. 1 mit DIF bezeichnete Differenzgröße gebildet, die von der Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Vorderräder abgeleitet ist. Speziell wird im vorliegenden Fall die Differenz der K-Faktoren der beiden Vorderräder zur Bildung der Differenzgröße DIF herangezogen. Diese K-Faktoren stellen die gefilterten prozentualen Radgeschwindigkeitsabweichungen dar. Die K-Faktoren werden durch Division der Geschwindigkeit des langsamsten Rades (v_min) durch die Geschwindigkeit des jeweiligen Rades (v_n) gebildet.

Also$$\begin{array}{c}\begin{array}{c}{\text{K}}_{\text{n}}\text{=}\frac{{\text{v}}_{\text{min}}\hfill }{{\text{v}}_{\text{n}}\hfill }\text{; n= 1,2,3,4}\\ {\text{DIF = |K}}_{\text{1}}{\text{-K}}_{\text{2}}\text{|,}\end{array}\end{array}$$ wobei die Geschwindigkeiten der Vorderräder mit v₁, v₂ bezeichnet sind.

Würden nur die beiden Vorderräder betrachtet, wäre die Information über die Differenz der Abrollumfänge natürlich bereits in einem prozentualen K-Faktor enthalten.

Erfindungsgemäß wird eine die Geradeausfahrt wiedergebende Bezugsgröße THR, siehe Fig. 1, gebildet und in Abhängigkeit von dem Verlauf der Differenzgröße DIF nach einem vorgegebenen Zeitraster oder Zeitschema fortlaufend korrigiert. Die Abweichung der Differenzgröße DIF von der fortlaufend korrigierten Bezugsgröße THR dient schließlich zur Kurvenfahrterkennung bzw. zur radiusunabhängigen Erkennung einer bestimmten Querbeschleunigung als Folge einer Kurvenfahrt.

Die Bezugsgröße THR, die gewissermaßen die Geradeausfahrt darstellt, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Zählers oder Registers (LN=Learn), siehe Fig. 2, korrigiert. Der Zähler wird gestartet, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit eine vorgegebene Schwelle von 30 km/h überschreitet. Ausgehend von einem Mittelwert wird der Zähler im Zähltakt erhöht oder erniedrigt, solange die Bezugsgröße THR von der Differenzgröße DIF abweicht. Festgestellt wird jeweils nur, ob eine Abweichung vorliegt und ob die Bezugsgröße THR größer oder kleiner als die Differenzgröße DIF ist. Der Arbeitstakt beträgt hier anfangs 224 ms . Der Zähler wird, wenn die Abweichung positiv oder negativ ist, inkrementiert bzw. dekrementiert, bis der Zähler seinen positiven oder negativen Endwert erreicht. Dies geschieht hier frühestens nach 128 Schritten oder 28 s . Beim Erreichen des Endwertes zum Zeitpunkt t₁ wird die Bezugsgröße THR um einen bestimmten Wert in Richtung auf eine Verminderung der Abweichung zwischen der Bezugsgröße THR und der Differenzgröße DIF korrigiert und der Zähler LN zurückgesetzt. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich; zum Zeitpunkt t₂ wird die Bezugsgröße THR erneut korrigiert und der Zähler zurückgesetzt. Da nunmehr, d.h. nach t₂, die Abweichung der Differenzgröße DIF von der Bezugsgröße THR zeitweise negativ, zeitweise positiv ist, wird ein Endwert des Zählers, verbunden mit einer Korrektur des Bezugswertes THR und dem Zurücksetzen des Zählers LN, erst nach 190 s erreicht.

Fig.3, für die ein anderer Zeitmaßstab als für Fig. 2 und Fig. 1 gilt, veranschaulicht, daß die Änderungsrate, mit der die Bezugsgröße THR nach Erreichen eines Endwertes des Zählers LN korrigiert wird, variabel ist. Anfangs, nach dem Ingangsetzen des Fahrzeuges, ist ein möglichst schnelles Erlernen bzw. Bilden der die Geradeausfahrt darstellenden Bezugsgröße erwünscht. Folglich ist anfangs die Änderungsrate hoch. Das Korrigieren bzw. Anheben oder Absenken des Bezugswertes THR erfolgt, solange die Anpassungsrichtung gleich bleibt, mit einer Änderungsrate von 0,4%. Nach einer Richtungsumkehr der Anpassung wird die Änderungsrate auf 0,2%, danach auf 0,1% gesenkt. Dieser kleinste Wert wird dann beibehalten. In den Beispielen in Fig. 3 liegt die Änderungsrate beim ersten und zweiten Erreichen des Zähler-Endwertes (Zähler LN), d.h. nach 28 s und (ungefähr) 1 min bei 0,4%, nach 1,5 min bei 0,2% und danach bei 0,1%

Fig. 4 veranschaulicht die Änderung der Zählrate des Zählers LN bei fortschreitender Fahrt. Anfangs, nach dem Anlassen des Fahrzeugmotors, beträgt die Zählrate T₁=224 ms. Ist bereits eine hohe Annährung des Bezugswertes THR an die Differenzgröße DIF erreicht, so daß über eine vorgegebene längere Zeitspanne T_U keine Korrektur des Bezugswertes THR festzustellen ist, wird die Zählrate von T₁=224 ms in mehreren Schritten mehrmals verdoppelt. Hierzu wird ein Zähler verwendet, der den Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne T_U, die hier auf 229 s festgelegt ist, ermittelt. Die Zählrate wird durch die mehrfache Verdopplung der Basiszeitspanne von T₁=224 ms auf maximal (ungefähr) T₄=1,8 s erhöht. Der die vorgegebene Zeitspanne T_U von 229 s erfassende Zähler wird, wie Fig. 4 zeigt, immer dann gestartet, wenn eine Korrektur der Bezugsgröße THR erfolgte. Die weitere Erhöhung der Zählrate, falls der Endwert von 1,8 s noch nicht erreicht ist, wird grundsätzlich nach dem Ablauf einer vollständigen Zeitspanne T_U ausgelöst.

Das beschriebene Ausbilden der Bezugsgröße setzt deswegen erst oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit, z.B. 30 km/h ein, um zu verhindern, daß durch Einparkmanöver, lange Parkhausauffahrten usw. die Bezugsgröße auf einen durch die Kurvenfahrt, nicht durch die Geradeausfahrt, geprägten Wert verschoben wird. Dies wurde zur einer Verzögerung des "Lernprozesses" bzw. der Korrektur der Bezugsgröße THR auf den realen Wert führen. Wird während der Fahrt die Geschwindigkeitsschwelle von 30 km/h zeitweise unterschritten, wird der "Lernprozeß" oder Zählprozeß, siehe Fig. 2, zeitweise angehalten und nach dem Überschreiten der Geschwindigkeitsschwelle wieder fortgesetzt.

Alle zuvor beschriebenen Maßnahmen, die durch geänderte Zeitraster, feinere Aufteilung des Zeitrasters usw. abgewandelt werden könnten, dienen dem generellen Ziel, die die Geradeausfahrt darstellende Bezugsgröße THR anfangs möglichst schnell zu korrigieren bzw. anzupassen und danach, wenn die gewonnenen Ergebnissen durch die längere Geradeausfahrt "sicherer" geworden sind, Änderungen bzw. Korrekturen nur noch in kleinen Schritten und sehr langsam zuzulassen.

Bei ABS-Bremsungen auf µ-split-Fahrbahnen ist es zur Vermeidung hoher Giermomente notwendig, den Druckaufbaugradienten an denjenigen Rädern abzuflachen, die sich auf dem höheren Reibbeiwert befinden. Diese Maßnahme wird Giermomentenbeeinflussung genannt.

Zur eigentlichen Kurvenfahrterkennung wird nun die prozentuale Geschwindigkeitdifferenz, die durch die Abweichung der Differenzgröße DIF von der fortlaufend korrigierten Bezugsgröße THR definiert ist, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewertet. Die Kurvenfahrt wird dadurch radiusunabhängig bei einer konstanten Querbeschleunigung erkannt. Fig. 5 gibt den Zusammenhang für eine Querbeschleunigung von ca. 0,35 g wieder. Diese Querbeschleunigung ist im vorliegenden Beispiel ein Schwellwert für das Außerfunktionsetzen einer Giermomentenbeeinflussung. Eine Situation rechts der dargestellten Kennlinie wird als Kurvenfahrt erkannt und führt zur Abschaltung der Giermomentenbeeinflussung. Liegen die Meßwerte links der Kennlinie, handelt es sich um eine angenommene Geradeausfahrt.

Durch die zuvor beschriebenen festen Zählraten und durch die Filterung der Signale kann es bei besonders schnellen Ein- und Auslenkvorgängen dazu kommen, daß der Regler die tatsächlich vorliegenden Verhältnisse nicht schnell genug erkennt, um die Regelung an diese Situation anpassen zu können. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist ein zusätzlicher Zähler vorgesehen, welcher Ein- und Auslenkvorgänge durch eine Gradientenüberwachung der Differenzgröße DIF erkennt. Zur Erläuterung dieser Maßnahme dient Fig. 6.

Die Kennlinie (A) in Fig. 6 zeigt den Verlauf der Differenzgröße DIF bei schnellen Ein- und Auslenkvorgängen. Eine Gradientenüberwachung Grad Ü ist in der Fig. 6 (B) dargestellt. Das Erreichen der Schwellwerte S1 und S2 zum Zeitpunkt t_s1, t_s2 bedeutet eine "Einlenk-Erkennung" bzw. "Auslenk-Erkennung".

In einem Hilfsregister ("Steigung"), dessen Inhalt die Kennlinie (C) in Fig. 6 wiedergibt, wird die Steigung der Differenzbezugsgröße (DIF) festgehalten. Die mit Hilfe der Gradientenüberwachung Grad Ü gewonnenen Signale dienen zur Verbesserung der Regelung in solchen besonderen Situationen. Eine derartige Ein- Auslenkerkennung wird zweckmäßiger Weise der "normalen" Kurvenfahrterkennung bzw. Erkennung einer kritischen Querbeschleunigung, wie sie zuvor beschrieben wurde, überlagert.

Die einzelnen Abschnitte (1) bis (8) in Fig. 6 geben folgendes wieder:

Im oberen Diagramm (A) ist der Verlauf der Differenzgröße DIF in verschiedenen Situationen wiedergegeben. Im Anfangsbereich (1) deutet die konstante Steigung des Differenzwertes DIF auf ein Einlenken in eine Kurve nach vorangegangener Geradeausfahrt hin. Das Erreichen eines Schwellwertes S1 wird zum Erkennen des Einlenkens ausgewertet.

Das Maximum der Differenzgröße DIF, der Wendepunkt (2), wird erreicht, wenn das Einlenken beendet ist oder unterbrochen wird.

Der Bereich (3) gibt das Auslenken aus der Kurve wieder. Das Erreichen der Schwelle (S2) führt zum Erkennen des Auslenkens.

Im Bereich (4) ist das Auslenken beendet; es schließt sich ein Einlenken im Bereich (5) in eine Kurve anderer Richtung an. Die Differenzgröße DIF hat konstante Steigung.

Im Bereich (6) wird der Lenkzustand nicht verändert. Das Einlenken ist beendet. Es folgt im Abschnitt (7) ein Auslenken aus der Kurve. Schließlich (8) wird wieder eingelenkt, allerdings nicht mit maximaler Steigung; usw.

Mit Hilfe der Register "Grad Ü" und "Steigung" werden den gewonnen Informationen entsprechende Signale gebildet und dem Regler zur Auswertung zur Verfügung gestellt.